CN117773974A - 一种风电叶片内窥检测巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电叶片内窥检测巡检机器人，涉及巡检机器人技术领域，包括机器人本体，所述机器人本体底部设有防滑机构，所述机器人本体上方设有主水箱和主探测机构，所述机器人本体前方设有装配槽，所述装配槽内可拆卸设有辅助移动体，所述辅助移动体的两侧下方对称设有履带轮，所述辅助移动体的内部设有辅助水箱，所述辅助移动体上方设有辅探测机构，所述主探测机构和辅探测机构功能相同。本发明通过对清洁机构进行驱动，进而对检测时模糊不清的位置处进行清理，使得叶片表面直接暴露出来，此时红外热像仪可清晰地检测出叶片表面是否有裂纹，即使细小裂纹也能看的清楚，以便于提高检修工作的质量。

Description

一种风电叶片内窥检测巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其涉及一种风电叶片内窥检测巡检机器人。

背景技术

风电叶片内窥检测巡检机器人是一种用于检测和巡视风力发电机叶片内部情况的机器人，它通常配备了摄像头、灯光、传感器和运动控制系统，能够在叶片内部进行视觉检查和数据采集。

如专利号为“CN219095145U”一种风电叶片内窥检测巡检机器人，具体涉及风电叶片巡检技术领域，包括第一套筒，所述第一套筒的一侧滑动卡设有第二套筒，所述第二套筒远离第一套筒的一侧滑动卡设有伸缩轴，所述第二套筒远离伸缩轴的一侧和第一套筒的内壁之间设有第一弹簧，所述伸缩轴靠近第一套筒的一侧和第二套筒的内壁之间设有第二弹簧，通过设置结构相同的第一移动机构、第二移动机构，配合使用第一套筒、第二套筒、伸缩轴，可对风电叶片进行自动环绕式全面内窥检测以及自动移动式全面检测，有效提升了对风电叶片的检测效果。

但是现有技术中，对风电叶片内部检修包括有清理，查看内部裂缝情况和损伤检测等，目前对叶片内部清理的方式通常为水洗清理，因此若是先清洗再通过机器人进入内部检测，此时风电叶片内部清洗后留下的水渍可能会对内窥检测结果产生一定影响，因此目前通常先通过机器人进行内部检测，根据检测结果再进行相应清理；但是在进行检测时，若是扇叶内部因为存在水汽、沙尘等，这些杂质会导致叶片内部湿度过高，进而促进腐蚀和生物污染的生长，这些情况下扇叶内部杂质增多，可能会覆盖住叶片内部裂缝部位，从而影响巡检机器人的检测结果，且在待巡检的叶片在没有放置较平的情况下，叶片内部污垢杂质较多时，容易出现机器人打滑的情况，影响巡检进程。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在叶片内污垢较多可能会影响检测结果的情况。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种风电叶片内窥检测巡检机器人，包括机器人本体，所述机器人本体底部设有防滑机构，所述机器人本体上方设有主水箱和主探测机构，所述机器人本体前方设有装配槽，所述装配槽内可拆卸设有辅助移动体，所述辅助移动体的两侧下方对称设有履带轮，所述辅助移动体的内部设有辅助水箱，所述辅助移动体上方设有辅探测机构，所述主探测机构和辅探测机构功能相同，所述辅助移动体上方设有清洁机构，所述清洁机构包括底座、铰接轴和清洁头，所述底座设置在所述辅助移动体上方，所述铰接轴设有多个且相互铰接设置，位于端面的所述铰接轴的一端与底座上方转动铰接设置，远离底座的一个所述铰接轴端面与所述清洁头装配连接，所述铰接轴上设有喷管，所述喷管一端连接有喷头，所述喷头位于所述清洁头上，所述喷管与辅助水箱连通设置，所述辅助水箱与所述主水箱连通设置。

作为一种优选的实施方式，所述履带轮两端分别通过气缸与所述辅助移动体装配连接，所述辅助移动体下方侧壁设有侧槽，所述侧槽呈三角结构，所述气缸上端与所述侧槽上方铰接设置，所述气缸下端与所述履带轮内侧面铰接设置，通过设置的履带轮，便于辅助移动体进行移动，当辅助移动体从机器人本体上进行上下操作时，可通过对相应位置的气缸进行伸缩，从而达到履带轮与辅助移动体之间倾斜，从而便于履带轮爬坡或下坡操作。

作为一种优选的实施方式，所述底座下方的所述辅助移动体上方设有第一电机，所述第一电机输出端与所述底座中心位置处联动设置，所述铰接轴与清洁头连接的一端设有安装座，通过相邻铰接轴之间的铰接设置，铰接轴与底座或清洁头之间的铰接设置，可使得清洁头在一定范围内向任意方位进行延伸，从而达到对附近不同方向的叶片内部位置进行清理操作，其中每个铰接位置处均通过一个第二电机驱动转动。

作为一种优选的实施方式，所述清洁头包括防护壳和清洁辊，所述防护壳为半壳结构，所述清洁辊两端转动设置在所述防护壳内部，所述安装座内设有第三电机，所述清洁辊一端通过第三电机驱动转动，通过对第三电机驱动，带动清洁辊转动，进行清洁操作时，可通过将清洁头贴靠在需要清洁的位置，对第三电机驱动，带动清洁辊转动可实现对该处的清洁效果。

作为一种优选的实施方式，所述铰接轴一面设有管槽，所述喷管滑动卡合设置在所述管槽内，所述喷管的一端装配设置在所述防护壳内侧，所述喷头设有多个且分布设置在位于防护壳内侧的喷管上，所述清洁辊表面设有清洁棉，所述清洁棉的厚度与清洁辊直径适配，通过设置的管槽，便于对喷管进行定位，避免在铰接轴转动调整位置过程中，喷管耷拉着到处都是，可能会造成喷管缠绕的问题，通过喷头向清洁棉上喷水，将清洁棉打湿，清洁棉对叶片表面进行摩擦清理，将大部分的灰尘杂质进行清理干净即可。

作为一种优选的实施方式，所述主水箱内设有主水泵，所述辅助水箱内设有次水泵，所述主水箱内部通过主水泵与辅助水箱内部连通，所述辅助水箱内部通过次水泵与喷管连通设置，所述主水箱与辅助水箱之间通过折叠管连通设置，通过主水泵与辅助水泵的配合，当正常使用时，通过主水泵将主水箱内的水向辅助水箱内供水，通过次水泵通过辅助水箱内的水向喷管内供水，通过设置的折叠管，便于将主水箱与辅助水箱连通设置，同时即使辅助移动体脱离机器人本体时，主水箱与辅助水箱也可相互连通设置。

作为一种优选的实施方式，所述主水箱内部设有收卷外壳，所述收卷外壳内部转动设有收卷辊，所述收卷辊通过第四电机驱动转动，所述收卷辊外壁缠绕设有牵引线，所述牵引线远离收卷辊的一端贯穿所述折叠管与所述辅助水箱内部固定连接，第四电机为防水电机，当辅助移动体脱离机器人本体移动时，第四电机带动收卷辊转动，对牵引线放线，折叠管展开，可使得辅助移动体正常移动，当辅助移动体复位时，可对收卷辊反向转动，对牵引线收缩，牵引线收缩过程中，牵引线始终处于绷直状态，且辅助移动体与机器人本体之间的距离会逐渐减小，从而使得在复位过程中，折叠管可被折叠。

作为一种优选的实施方式，所述防滑机构包括限位轮和吸盘，所述限位轮转动设置在所述机器人本体底部，所述吸盘设有多个且均匀分布设置在所述限位轮外壁，当机器人本体在移动过程中，限位轮也随之转动，吸盘接地时吸盘与叶轮内壁吸附，达到一定的防滑效果。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明通过对清洁机构进行驱动，进而对检测时模糊不清的位置处进行清理，使得叶片表面直接暴露出来，此时红外热像仪可清晰地检测出叶片表面是否有裂纹，即使细小裂纹也能看的清楚，以便于提高检修工作的质量。

2、本发明通过将辅助移动体进行驱动，使其移出装配槽，直接落在叶片内部，由于其体积较小，可向叶片内部更深处移动，通过设置的辅探测机构，可在脱离机器人本体后单独检测并上传数据和定位，由于清洁机构设置在辅助移动体上方，遇到模糊不清的位置可通过对清洁机构驱动进行清理使用结束后，辅助移动体可返回至装配槽内放置即可。

3、本发明通过设置的履带轮，便于辅助移动体进行移动，当辅助移动体从机器人本体上进行上下操作时，可通过对相应位置的气缸进行伸缩，从而达到履带轮与辅助移动体之间倾斜，从而便于履带轮爬坡或下坡操作。

4、本发明当辅助移动体脱离机器人本体移动时，第四电机带动收卷辊转动，对牵引线放线，折叠管展开，可使得辅助移动体正常移动，当辅助移动体复位时，可对收卷辊反向转动，对牵引线收缩，牵引线收缩过程中，牵引线始终处于绷直状态，且辅助移动体与机器人本体之间的距离会逐渐减小，从而使得在复位过程中，折叠管可被折叠。

附图说明

图1为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的立体图；

图2为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的仰视图；

图3为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的辅助移动体示意图；

图4为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的辅助移动体背面结构示意图；

图5为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的辅助移动体与履带轮拆分示意图；

图6为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的主水箱与辅助水箱内部连接示意图；

图7为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的收卷外壳内部结构示意图；

图8为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的底座与第一电机装配示意图；

图9为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的铰接轴与清洁头装配示意图；

图10为本发明提供的一种风电叶片内窥检测巡检机器人的清洁头爆炸示意图。

图例说明：

1、机器人本体；2、主水箱；3、主探测机构；4、装配槽；5、辅助移动体；6、履带轮；7、辅助水箱；8、辅探测机构；911、底座；912、铰接轴；913、清洁头；10、喷管；11、喷头；121、气缸；122、侧槽；131、第一电机；132、安装座；141、防护壳；142、清洁辊；143、第三电机；151、管槽；152、清洁棉；161、主水泵；162、次水泵；163、折叠管；171、收卷外壳；172、收卷辊；173、第四电机；174、牵引线；181、限位轮；182、吸盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种风电叶片内窥检测巡检机器人，包括机器人本体1，机器人本体1底部设有防滑机构，机器人本体1上方设有主水箱2和主探测机构3，机器人本体1前方设有装配槽4，装配槽4内可拆卸设有辅助移动体5，辅助移动体5的两侧下方对称设有履带轮6，辅助移动体5的内部设有辅助水箱7，辅助移动体5上方设有辅探测机构8，主探测机构3和辅探测机构8功能相同，辅助移动体5上方设有清洁机构，清洁机构包括底座911、铰接轴912和清洁头913，底座911设置在辅助移动体5上方，铰接轴912设有多个且相互铰接设置，位于端面的铰接轴912的一端与底座911上方转动铰接设置，远离底座911的一个铰接轴912端面与清洁头913装配连接，铰接轴912上设有喷管10，喷管10一端连接有喷头11，喷头11位于清洁头913上，喷管10与辅助水箱7连通设置，辅助水箱7与主水箱2连通设置在进行检测前，可将待检测的叶片旋转至相对水平的位置，通过在机器人本体1下方设置防滑机构，可有效避免叶片内灰尘较多时，机器人本体1在叶片内行走移动过程中发生打滑的情况，同时也可进行一定倾斜角度的行走，通过工作人员在外对机器人本体1进行驱动使其行走，其中机器人本体1是型号为XL-YPJQR23-4A的巡检机器人，其本身自带的主探测机构3具有红外热像仪、相机、智能云台、激光雷达等功能，其中通过设置的红外热像仪，可用于检测叶片内的温度，同时可进行明显的裂纹检测，并配合激光雷达快速定位，进而将数据传递给工作人员，以便于工作人员根据实际情况制定维修计划，而若是当叶片内存在杂质遮挡或覆盖时，热像仪可能无法直接看到叶片内的细小裂纹，这是因为热像仪通过测量物体表面的红外辐射来获取温度图像，而杂质会影响红外辐射的传播和反射，从而降低了热像仪的检测精确性，这种情况下，可通过对清洁机构进行驱动，进而对检测时模糊不清的位置处进行清理，使得叶片表面直接暴露出来，此时红外热像仪可清晰地检测出叶片表面是否有裂纹，即使细小裂纹也能看得清楚，以便于提高检修工作的质量，由于叶片整体呈一端宽，叶片尖端窄的状态，因此在机器人本体1进入叶片内部后，向窄的一端移动后，叶片内部空间会逐渐缩小，可能会出现机器人本体1移动不便的情况，此时，可通过将辅助移动体5进行驱动，使其移出装配槽4，直接落在叶片内部，由于其体积较小，可向叶片内部更深处移动，通过设置的辅探测机构8，可在脱离机器人本体1后单独检测并上传数据和定位，由于清洁机构设置在辅助移动体5上方，遇到模糊不清的位置可通过对清洁机构驱动进行清理使用结束后，辅助移动体5可返回至装配槽4内放置即可。

如图1-10所示，履带轮6两端分别通过气缸121与辅助移动体5装配连接，辅助移动体5下方侧壁设有侧槽122，侧槽122呈三角结构，气缸121上端与侧槽122上方铰接设置，气缸121下端与履带轮6内侧面铰接设置，通过设置的履带轮6，便于辅助移动体5进行移动，当辅助移动体5从机器人本体1上进行上下操作时，可通过对相应位置的气缸121进行伸缩，从而达到履带轮6与辅助移动体5之间倾斜，从而便于履带轮6爬坡或下坡操作。

如图1-10所示，底座911下方的辅助移动体5上方设有第一电机131，第一电机131输出端与底座911中心位置处联动设置，铰接轴912与清洁头913连接的一端设有安装座132，通过相邻铰接轴912之间的铰接设置，铰接轴912与底座911或清洁头913之间的铰接设置，可使得清洁头913在一定范围内向任意方位进行延伸，从而达到对附近不同方向的叶片内部位置进行清理操作，其中每个铰接位置处均通过一个第二电机驱动转动。

如图1-10所示，清洁头913包括防护壳141和清洁辊142，防护壳141为半壳结构，清洁辊142两端转动设置在防护壳141内部，安装座132内设有第三电机143，清洁辊142一端通过第三电机143驱动转动，通过对第三电机143驱动，带动清洁辊142转动，进行清洁操作时，可通过将清洁头913贴靠在需要清洁的位置，对第三电机143驱动，带动清洁辊142转动可实现对该处的清洁效果。

如图1-10所示，铰接轴912一面设有管槽151，喷管10滑动卡合设置在管槽151内，喷管10的一端装配设置在防护壳141内侧，喷头11设有多个且分布设置在位于防护壳141内侧的喷管10上，清洁辊142表面设有清洁棉152，清洁棉152的厚度与清洁辊142直径适配，通过设置的管槽151，便于对喷管10进行定位，避免在铰接轴912转动调整位置过程中，喷管10耷拉着到处都是，可能会造成喷管10缠绕的问题，通过喷头11向清洁棉152上喷水，将清洁棉152打湿，清洁棉152对叶片表面进行摩擦清理，将大部分的灰尘杂质进行清理干净即可。

如图1-10所示，主水箱2内设有主水泵161，辅助水箱7内设有次水泵162，主水箱2内部通过主水泵161与辅助水箱7内部连通，辅助水箱7内部通过次水泵162与喷管10连通设置，主水箱2与辅助水箱7之间通过折叠管163连通设置，通过主水泵161与辅助水泵的配合，当正常使用时，通过主水泵161将主水箱2内的水向辅助水箱7内供水，通过次水泵162通过辅助水箱7内的水向喷管10内供水，通过设置的折叠管163，便于将主水箱2与辅助水箱7连通设置，同时即使辅助移动体5脱离机器人本体1时，主水箱2与辅助水箱7也可相互连通设置。

如图1-10所示，主水箱2内部设有收卷外壳171，收卷外壳171内部转动设有收卷辊172，收卷辊172通过第四电机173驱动转动，收卷辊172外壁缠绕设有牵引线174，牵引线174远离收卷辊172的一端贯穿折叠管163与辅助水箱7内部固定连接，第四电机173为防水电机，当辅助移动体5脱离机器人本体1移动时，第四电机173带动收卷辊172转动，对牵引线174放线，折叠管163展开，可使得辅助移动体5正常移动，当辅助移动体5复位时，可对收卷辊172反向转动，对牵引线174收缩，牵引线174收缩过程中，牵引线174始终处于绷直状态，且辅助移动体5与机器人本体1之间的距离会逐渐减小，从而使得在复位过程中，折叠管163可被折叠。

如图1-10所示，防滑机构包括限位轮181和吸盘182，限位轮181转动设置在机器人本体1底部，吸盘182设有多个且均匀分布设置在限位轮181外壁，当机器人本体1在移动过程中，限位轮181也随之转动，吸盘182接地时吸盘182与叶轮内壁吸附，达到一定的防滑效果。

工作原理：在进行检测前，可将待检测的叶片旋转至相对水平的位置，通过在机器人本体1下方设置防滑机构，可有效避免叶片内灰尘较多时，机器人本体1在叶片内行走移动过程中发生打滑的情况，同时也可进行一定倾斜角度的行走，通过工作人员在外对机器人本体1进行驱动使其行走，其中机器人本体1是型号为XL-YPJQR23-4A的巡检机器人，其本身自带的主探测机构3具有红外热像仪、相机、智能云台、激光雷达等功能，其中通过设置的红外热像仪，可用于检测叶片内的温度，同时可进行明显的裂纹检测，并配合激光雷达快速定位，进而将数据传递给工作人员，以便于工作人员根据实际情况制定维修计划，而若是当叶片内存在杂质遮挡或覆盖时，热像仪可能无法直接看到叶片内的细小裂纹，这是因为热像仪通过测量物体表面的红外辐射来获取温度图像，而杂质会影响红外辐射的传播和反射，从而降低了热像仪的检测精确性，这种情况下，可通过对清洁机构进行驱动，进而对检测时模糊不清的位置进行清理，使得叶片表面直接暴露出来，此时红外热像仪可清晰的检测出叶片表面是否有裂纹，即使细小裂纹也能看得清楚，以便于提高检修工作的质量，由于叶片整体呈一端宽，叶片尖端窄的状态，因此在机器人本体1进入叶片内部后，向窄的一端移动后，叶片内部空间会逐渐缩小，可能会出现机器人本体1移动不便的情况，此时，可通过将辅助移动体5进行驱动，使其移出装配槽4，直接落在叶片内部，由于其体积较小，可向叶片内部更深处移动，通过设置的辅探测机构8，可在脱离机器人本体1后单独检测并上传数据和定位，由于清洁机构设置在辅助移动体5上方，遇到模糊不清的位置可通过对清洁机构驱动进行清理使用结束后，辅助移动体5可返回至装配槽4内放置即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种风电叶片内窥检测巡检机器人，包括机器人本体（1），其特征在于，所述机器人本体（1）底部设有防滑机构，所述机器人本体（1）上方设有主水箱（2）和主探测机构（3），所述机器人本体（1）前方设有装配槽（4），所述装配槽（4）内可拆卸设有辅助移动体（5），所述辅助移动体（5）的两侧下方对称设有履带轮（6），所述辅助移动体（5）的内部设有辅助水箱（7），所述辅助移动体（5）上方设有辅探测机构（8），所述主探测机构（3）和辅探测机构（8）功能相同，所述辅助移动体（5）上方设有清洁机构，所述清洁机构包括底座（911）、铰接轴（912）和清洁头（913），所述底座（911）设置在所述辅助移动体（5）上方，所述铰接轴（912）设有多个且相互铰接设置，位于端面的所述铰接轴（912）的一端与底座（911）上方转动铰接设置，远离底座（911）的一个所述铰接轴（912）端面与所述清洁头（913）装配连接，所述铰接轴（912）上设有喷管（10），所述喷管（10）一端连接有喷头（11），所述喷头（11）位于所述清洁头（913）上，所述喷管（10）与辅助水箱（7）连通设置，所述辅助水箱（7）与所述主水箱（2）连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述履带轮（6）两端分别通过气缸（121）与所述辅助移动体（5）装配连接，所述辅助移动体（5）下方侧壁设有侧槽（122），所述侧槽（122）呈三角结构，所述气缸（121）上端与所述侧槽（122）上方铰接设置，所述气缸（121）下端与所述履带轮（6）内侧面铰接设置。

3.根据权利要求1所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述底座（911）下方的所述辅助移动体（5）上方设有第一电机（131），所述第一电机（131）输出端与所述底座（911）中心位置处联动设置，所述铰接轴（912）与清洁头（913）连接的一端设有安装座（132）。

4.根据权利要求3所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述清洁头（913）包括防护壳（141）和清洁辊（142），所述防护壳（141）为半壳结构，所述清洁辊（142）两端转动设置在所述防护壳（141）内部，所述安装座（132）内设有第三电机（143），所述清洁辊（142）一端通过第三电机（143）驱动转动。

5.根据权利要求4所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述铰接轴（912）一面设有管槽（151），所述喷管（10）滑动卡合设置在所述管槽（151）内，所述喷管（10）的一端装配设置在所述防护壳（141）内侧，所述喷头（11）设有多个且分布设置在位于防护壳（141）内侧的喷管（10）上，所述清洁辊（142）表面设有清洁棉（152），所述清洁棉（152）的厚度与清洁辊（142）直径适配。

6.根据权利要求1所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述主水箱（2）内设有主水泵（161），所述辅助水箱（7）内设有次水泵（162），所述主水箱（2）内部通过主水泵（161）与辅助水箱（7）内部连通，所述辅助水箱（7）内部通过次水泵（162）与喷管（10）连通设置，所述主水箱（2）与辅助水箱（7）之间通过折叠管（163）连通设置。

7.根据权利要求6所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述主水箱（2）内部设有收卷外壳（171），所述收卷外壳（171）内部转动设有收卷辊（172），所述收卷辊（172）通过第四电机（173）驱动转动，所述收卷辊（172）外壁缠绕设有牵引线（174），所述牵引线（174）远离收卷辊（172）的一端贯穿所述折叠管（163）与所述辅助水箱（7）内部固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种风电叶片内窥检测巡检机器人，其特征在于：所述防滑机构包括限位轮（181）和吸盘（182），所述限位轮（181）转动设置在所述机器人本体（1）底部，所述吸盘（182）设有多个且均匀分布设置在所述限位轮（181）外壁。